[发明专利]一种双通道双线极化2比特阵列天线

权利要求书

1.一种双通道双线极化2比特阵列天线，其特征在于：包括m×n个双通道双线极化2比特天线单元(1)，其中m代表行，n代表列，每个天线单元(1)的从上至下依次为微带振子辐射结构(2)、直流偏置结构(4)、金属地板(5)、级联移相器(6)、金属地板(7)，

其中微带振子辐射结构(2)和直流偏置结构(4)分别位于上层介质基板的上下表面，金属地板(5)、级联移相器(6)和金属地板(7)形成带状线结构，在天线的层叠结构中，直流偏置结构(4)与金属地板(5)之间采用厚度为0.101mm的介质板进行隔离；在水平极化馈电端口(9-1)和垂直极化馈电端口(9-2)的激励下，通过改变微带振子辐射结构(2)上集成的开关二极管(3)和级联移相器(6)上集成的开关二极管(8)，使得单元的辐射电磁波的相位分别呈现0°、90°、180°和270°四种不同的电磁响应。

2.根据权利要求1所述的一种双通道双线极化2比特阵列天线，其特征在于：双通道双线极化2比特天线单元(1)的间距在0.5λ₀λ₀之间，并且随着单元间距的增大，扫描范围减小。

3.根据权利要求1所述的一种双通道双线极化2比特阵列天线，其特征在于：微带振子辐射结构(2)采用正交放置的形式，沿x方向放置的天线辐射水平极化电磁波，沿y方向放置的天线辐射水平极化电磁波，两个通道对应不同的极化形式，辐射结构的馈电点位于振子中心，在振子末端放置了两个反向并联的开关二极管(3)等效改变振子的谐振边长度，通过交替改变开关二极管(3)的工作状态，可以引导电流走向实现0°和180°的交替。

4.根据权利要求3所述的一种双通道双线极化2比特阵列天线，其特征在于：微带振子的放置方式可以沿±x或±y方向形成水平、垂直极化，也可以沿±45°方向放置形成±45°双极化阵列。

5.根据权利要求1所述的一种双通道双线极化2比特阵列天线，其特征在于：直流偏置结构(4)采用“台阶式”设计，包括微带振子辐射结构(2)上弯曲的高阻微带线、金属过孔与微带扇形枝节，将微带扇形枝节直接放置在微带振子辐射结构(2)的下方可以有效减小其物理尺寸，使天线结构也更加紧凑。

6.根据权利要求1所述的一种双通道双线极化2比特阵列天线，其特征在于：级联移相器(6)采用反射型移相器组成，将90°电桥的直通端和耦合端分别与开路的带状线连接，由于阻抗不匹配会在隔离端形成反射，反射波的相位差可以通过开关控制的不同长度的开路线切换。

7.根据权利要求1所述的一种双通道双线极化2比特阵列天线，其特征在于：设开关二极管依次为第一开关二极管(P1)、第二开关二极管(P2)、第三开关二极管(P3)、第四开关二极管(P4)、第五开关二极管(P5)、第六开关二极管(P6)、第七开关二极管(P5)、第八开关二极管(P8)：第一开关二极管(P1)和第二开关二极管(P2)位于水平极化微带振子辐射结构(2)上，控制水平极化振子0°和180°的移相，第三开关二极管(P3)和第四开关二极管(P4)位于垂直极化微带振子辐射结构(2)上，控制垂直极化振子0°和180°的移相，第五开关二极管(P5)及第六开关二极管(P6)为水平极化振子提供0°和90°的级联移向量，第七开关二极管(P7)及第八开关二极管(P8)为垂直极化振子提供0°和90°的级联移向量；通过不同开关的组合方式，实现不同的辐射相位功能。

8.根据权利要求1所述的一种双通道双线极化2比特阵列天线，其特征在于：该阵列设计频段为sub-6G，但很容易推广到毫米波或更高频段。